液化天然气供应的排放及减排方案评估
核心观点与数据
国际能源署(IEA)估算了液化天然气(LNG)供应链的温室气体排放,涵盖从天然气开采、加工、运输、液化到航运和再气化的全过程,排除天然气配送、终端使用燃烧及其他燃料转换的排放。2024年全球LNG出口约5500亿立方米,占全球天然气消费量的不到15%,且供应增长速度快于需求。IEA分析约350个上游资产、45个液化终端和220个再气化终端,以及750艘LNG运输船的航程,基于最新数据估算排放。
排放强度与来源
- 平均排放强度:液化天然气供应链平均温室气体排放强度为1.9 g CO2-eq/MJ,但地区差异显著,非洲和东南亚部分出口国超过26 g CO2-eq/MJ,挪威最低约为6 g CO2-eq/MJ。
- 排放构成:约70%排放来自燃烧,30%为甲烷泄漏。甲烷主要源于上游生产和加工泄漏,其次是液化过程能源需求。
- 关键数据:
- 上游天然气生产和加工过程中,约250万吨甲烷(0.6%排放强度)和25万吨自然CO2(1.2 g CO2/MJ)排放。
- 液化过程能耗占原料气能量的8-10%,产生约60万吨CO2排放。
- 航运环节约5500万吨CO2和10万吨甲烷排放(3.5 g CO2-eq/MJ),主要来自燃料燃烧和甲烷泄漏。
- 再气化环节平均排放0.2-0.5 g CO2-eq/MJ,主要来自加热流体和泵的电力消耗。
减排机会与成本
- 甲烷减排:通过部署LDAR、替代燃气设备、回收放空气等措施,可减少约90 Mt CO2-eq排放,成本效益高,部分措施可无成本削减。
- 电气化:上游和LNG终端电气化可显著降低排放,前期投资约1000亿美元,每年减排约220 Mt CO2-eq,增加成本约1美元/MBtu。
- 效率提升:工艺优化(如降阻添加剂、热集成)和设备升级(如航空衍生涡轮机)可减少燃料消耗,投资回收期短。
- 放空替代:将放空气回注、转化或发电,可减少约50 Mt CO2排放,成本因地区和方案差异。
- 碳捕获利用与封存(CCUS):现有LNG项目CCUS捕获成本约20-50美元/吨CO2,未来项目成本或更低,需政策支持提升商业可行性。
研究结论
LNG供应链减排技术上可行,甲烷减排最具成本效益,电气化和效率提升是关键路径。现有措施可削减60%甲烷排放,总减排成本可控。政策激励(如碳定价、税收减免)和行业合作(如清洁倡议)将推动减排进程。LNG生命周期排放低于煤炭,但需持续改进以提升竞争力。